JP2003260049A - 傾斜三次元x線ct - Google Patents
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Abstract
X線を照射するとともに記録された投影像をパソコンで
画像再構成し三次元画像を得るようにした傾斜三次元X
線CTを提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明による傾斜三次元X線CTは、測
定物を回転自在な載置台に載置するとともに、回動およ
び上下動の自在な傾斜フレームに測定物を挟むようにし
てX線源および検出器を装着し、該検出器にデータ収録
解析用コンピュータを接続したことを特徴とする。
Description
(コンピュータ・トモグラフィ)装置、半導体部品、プ
リント基板、ICチップの検査、機械部品、複合材料、
プラスチックの検査および歯や骨など硬い組織の医療用
CTに利用できる三次元X線CTに関する。
うにX線源A、試料D、二次元検出器Bは同一平面上に
あり、試料Dの回転軸Cに対して垂直な方向(90度)
からX線を照射して二次元検出器Bにより投影データを
収集するものであった。また、測定物の回転軸に対して
斜めから撮影する方法として、例えば特開2001-153817
号に記載のラミノグラフィがある。
の回転軸に対して垂直な方向(90度)から投影データ
を収集するものでは、面積の大きな測定物の一部を拡大
撮影しようとしても、測定回転物の回転半径が大きいた
め、X線発生器を測定回転物に近づけることができず拡
大率を上げることができなかった。また、測定物の回転
軸に対して垂直方向から投影データを収集しようとする
場合、平面面積の大きい試料では、平面方向にビームハ
ードニング偽像が発生するという欠点があった。また、
ラミノグラフィにおいては、出力されるのは二次元画像
データであり、この二次元画像データを積み重ねて三次
元再生を行うため、二次元平面は良好に見えるが高さ方
向の分解能が悪いので、全体像がつかみにくいという問
題があった。
らX線を照射するとともに記録された投影像をパソコン
で画像再構成し三次元画像を得るようにした傾斜三次元
X線CTを提供することを目的とする。
め、本発明の傾斜三次元X線CTは、測定物の回転軸に
対して斜めからX線を照射するとともに記録された投影
像をパソコンで画像再構成し三次元画像を得るようにし
たことを特徴とする。また、本発明の傾斜三次元X線C
Tは、測定物を回転自在な載置台に載置するとともに、
回動および上下動の自在な傾斜フレームに測定物を挟む
ようにしてX線源および検出器を装着し、該検出器にデ
ータ収録解析用コンピュータを接続したことを特徴とす
る。
図面に基づき説明する。図1は、本発明の実施の形態に
よる傾斜三次元X線CT装置の正面図である。1は、図
示しない駆動装置により駆動される回転ステージであ
り、回転ステージ1の回転軸2には試料載置台3が設け
られ、該試料載置台3には、測定物であるところの試料
4が載置されている。一方、回転ステージ1の近傍には
支柱5が立設され、該支柱5に設けられた水平支軸6を
支点にして回動可能に傾斜フレーム7が設けられてい
る。この水平支軸6は、支柱5に沿って上下動可能に支
持されている。また、傾斜フレーム7には、試料4を挟
むようにして、一側にX線源8が、他側に検出器9が配
置されている。このX線源8および検出器9は、試料4
に対して離接自在なように傾斜フレーム上に移動可能に
設けられている。
は拡大して観察したい検出部の位置に応じて傾斜フレー
ム7を回動してX線源8の照射角度を調節するとともに
X線源8を試料4に対して離接自在に移動することによ
り、適切な照射を行うことができる。10はデータ収録
解析用パソコンであり、検出器9に接続されている。
に置かれた平面面積が大きく、厚みの薄い試料4の中央
に位置する検出部11をX線源8で透過して投影像を検
出器9で検出するには、傾斜フレーム7を反時計回りに
所定角度回転してX線源8から照射されるX線12の照
射方向が検出部11を向くようにして固定する。このと
き、照射されるX線12と回転ステージ1の回転軸2と
が90°より小さい角度θで交わっている。この状態
で、X線源8からX線12を照射しつつ回転ステージ1
を回転軸2のまわりに微小角度間隔で回転させると、試
料載置台3も同じように回転するので、角度ステップご
との投影像が検出器9に投影される。検出器9に投影さ
れた投影像はデータ収録解析用パソコン10に送信され
記録される。
の照射方向は、水平支軸6の周りの傾斜フレーム7の回
転角度や支柱5に沿って水平支軸6を上下動させること
で任意に設定できる。
た投影像を使って傾斜三次元X線CTの計算コードによ
り試料4の一部である検出部11のみを画像再構成し、
三次元画像を得るには、以下のステップによる。 (1)検出器9の検出面中心13に立てた法線がX線源
8の焦点を向くように検出器9を設置して得られた投影
像を、その中心法線が試料4の回転軸2に垂直になるよ
うに画像変換する。 (2)この画像変換された投影像に、X線12と試料回
転軸2との距離、投映像の画素座標Y、Zからなる重み
係数をかけて、重み付き投影データを作成する。この
時、Y、Zの座標値はX線源8の焦点を含む平面内に原
点を持つ座標系を用いる。 (3)重み付き投影データとフィルタ関数をY座標に関
してフーリエ変換し、畳み込み演算を行う。 (4)上記データを三次元再構成グリッド上に逆投影す
る。
4の間の距離を、傾斜角を保ったまま、傾斜フレーム7
上で変えることで任意に調整できる。また、試料4の一
部の検出部11は、傾斜フレーム7の角度を変えること
で、X線減衰が過度に小さくならないようなX線照射方
向を選択できる。さらに、傾斜フレーム7を水平に保て
ば、従来の三次元X線CTを実現できる。
検出器9を配置した場合、試料4の平面方向にX線が透
過する必要がないため、X線の透過距離が短くなり、ビ
ームハードニングの影響が大幅に低減するとともに、よ
りコントラストの高い鮮明な画像が得られる。また、低
エネルギーのX線を使用できるので、X線源8の寿命も
長くなる。
(BGA)チップの一部を、25度の傾斜角度で拡大断
層撮影し、三次元可視化した例を示したもので、図2
は、中心部を上面から見た図であり、また、図3は、B
GAチップの側面図である。これらの図から、ボールの
形状が鮮明に可視化できているのが、分かる。
元可視化した例を示したものである。ボール下部が溶け
てチップ基板に密着した跡の形状が三次元的に表現され
ているのが分かる。
T、すなわち傾斜フレーム7を水平に保った状態で撮影
したBGAチップの断層像を示したものである。図5の
ように試料、X線源および検出器を配置したものでは、
同一平面上にある半田ボールすべてをX線が透過しなく
てはならないため、強い減衰のためビームハンドリング
偽像が生じている。このため、半田ボールのない中心部
に、あたかもボールがあるように見えている。
試料と同一平面上にX線源がないので、平面面積が大き
い試料であっても、X線源を拡大撮影したい領域の極近
傍に接近させて拡大率を大きくした上で、試料を回転で
きるので、局所的な三次元X線CTが可能となる。ま
た、試料の平面方向にX線が透過する必要がないため、
X線の透過距離が短くなり、ビームハードニングの影響
が大幅に低減するとともに、よりコントラストの高い鮮
明な画像が得られる。また、低エネルギーのX線を使用
できるので、X線源の寿命も長くなる。
装置の正面図である。
の傾斜角度で拡大断層撮影し、三次元可視化した例を示
した平面図である。
の傾斜角度で拡大断層撮影し、三次元可視化した例を示
した側面図である。
次元可視化した例を示した図である。
ドアレイチップの断層像を示した図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 測定物の回転軸に対して斜めからX線を
照射するとともに記録された投影像をパソコンで画像再
構成し三次元画像を得るようにした傾斜三次元X線C
T。 - 【請求項2】 測定物を回転自在な載置台に載置すると
ともに、回動および上下動の自在な傾斜フレームに測定
物を挟むようにしてX線源および検出器を装着し、該検
出器にデータ収録解析用コンピュータを接続したことを
特徴とする請求項1記載の傾斜三次元X線CT。
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